Les céramiques en zircone (ZrO₂) possèdent des propriétés physiques, chimiques et biologiques exceptionnelles, ce qui en fait un matériau idéal pour diverses applications médicales. Voici un résumé de leurs propriétés principales et de leurs applications typiques.
- Excellente Biocompatibilité
- Non toxique et non allergène : La zircone ne provoque pas de réactions de rejet avec les tissus humains et ne libère pas d'ions nocifs, contrairement à certains alliages métalliques comme le nickel-chrome.
- Chimiquement inerte et stable : Elle ne corrode pas et ne se dégrade pas dans l'environnement physiologique (plus fiable que les matériaux absorbables), permettant une implantation sûre à long terme dans le corps humain.
- Cas d'application : L'incidence de l'inflammation des tissus autour des implants en zircone est inférieure de 60 % à celle autour des implants en alliage de titane dans les applications dentaires.
- Avantages de Performance Mécanique
- Caractéristiques : Résistance à la flexion 900–1200 MPa, Dureté (Vickers) 1200–1400 HV, Module d'élasticité 200–210 GPa
- Signification Médicale : Résiste à l'opération à haute fréquence des instruments chirurgicaux, maintient la netteté des outils chirurgicaux (par exemple, les lames chirurgicales), similaire à l'os, réduit le blindage de contrainte dans les implants orthopédiques
- Cas d'application : Tête fémorale de prothèse de hanche artificielle (taux d'usure < 0,1 mm/an), Pinces chirurgicales mini-invasives (durée de vie trois fois plus longue que l'acier inoxydable)
- Stabilité Chimique
- Résistance à la corrosion : Excellente résistance aux fluides corporels et aux désinfectants tels que le peroxyde d'hydrogène et l'oxyde d'éthylène.
- Stabilité à haute température : Peut être utilisée en toute sécurité dans la stérilisation à 134°C, performe mieux que les instruments à base de polymères.
- Cas d'application : Utilisée dans les instruments chirurgicaux laparoscopiques et robotiques, tels que les électrodes et les pinces chirurgicales, où la résistance à la corrosion et l'isolation minimisent l'adhésion des tissus et améliorent la précision chirurgicale.
- Les instruments laparoscopiques ne montrent aucune dégradation des performances après 500 cycles de stérilisation.
- Propriétés Fonctionnelles
- Isolation électrique : Convient pour les scalpels électrochirurgicaux à haute fréquence et les têtes de couteaux ultrasoniques pour éviter les fuites de courant.
- Faible conductivité thermique : Réduit les dommages thermiques aux tissus environnants lors des procédures chirurgicales basées sur l'énergie.
- Modification de surface : Le polissage (Ra < 0,05 μm) ou le revêtement peut réduire l'adhésion bactérienne jusqu'à 70 %.
- Cas d'application : Dans les scalpels électrochirurgicaux à haute fréquence et les têtes de couteaux ultrasoniques, l'isolation et la résistance à haute température de la zircone optimisent les performances de l'appareil et minimisent les dommages thermiques aux tissus.
Spécifications Techniques Clés :
- Matériau : Céramiques en zircone (ZrO₂)
- Résistance à la flexion : 900–1200 MPa
- Dureté Vickers : 1200–1400 HV
- Module d'élasticité : 200–210 GPa
- Résistance à la corrosion : Excellente contre les fluides corporels et les désinfectants
- Stérilisation à haute température : Jusqu'à 134°C
- Rugosité de surface (polie) : Ra < 0,05 μm
- Biocompatibilité : Non toxique, non allergène, chimiquement inerte
- Applications : Implants dentaires, implants orthopédiques, instruments chirurgicaux (pinces, scalpels, électrodes), outils de chirurgie mini-invasive et robotique